Procédés de dopage et de recuit laser pour la réalisation de cellules photovoltaïques au silicium cristallin

• Main Author: Paviet-Salomon, Bertrand
• Language: fra
• Published: Université de Strasbourg 2012
• Subjects: [SPI:OTHER] Engineering Sciences/Other; [SPI:OTHER] Sciences de l'ingénieur/Autre; [PHYS:COND:CM_GEN] Physics/Condensed Matter/Other; [PHYS:COND:CM_GEN] Physique/Matière Condensée/Autre; Silicium; Photovoltaïque; Dopage laser; Recuit laser; Émetteur sélectif; BSF bore
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00969033; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/96/90/33/PDF/Paviet-Salomon_Bertrand_2012_ED269.pdf

Cette thèse se propose d'étudier les procédés de dopage et de recuit laser comme outils permettant la réalisation de cellules photovoltaïques au silicium cristallin. Des émetteurs dopés ou recuits par laser sont tout d'abord réalisés à l'aide de trois lasers et de différentes sources dopantes. Les lasers utilisés sont un laser vert nanoseconde, un laser excimère et un laser ultraviolet à haute cadence. Comme sources dopantes nous avons utilisé le verre de phosphore, des couches de nitrures de silicium dopées au bore ou au phosphore, ou encore des implantations ioniques de bore ou de phosphore. Des dopages très efficaces sont obtenus avec chaque couple laser/source dopante. En particulier, de faibles valeurs de résistances carrées et de densités de courant de saturation sont obtenues. Ces procédés laser sont ensuite appliqués à la réalisation de cellules à émetteur sélectif et à champ arrière au bore. Les cellules à émetteur sélectif dopé par laser (en utilisant le verre de phosphore comme source dopante) atteignent un rendement de 18,3 %, ce qui représente un gain total de 0,6 %abs comparé aux cellules standard à émetteur homogène. Les cellules à champ arrière au bore recuit par laser (à partir d'une implantation ionique de bore) montrent quant à elles un gain de 0,3 %abs par rapport aux cellules à champ arrière à l'aluminium, offrant ainsi un rendement de 16,7 %.